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Wie B2B-Einkäufer die Lebenszykluskosten von Luftfiltern vergleichen

Zwei unterschiedliche HLK-Luftfilter für den Vergleich der Lebenszykluskosten.

Der Luftfilter mit dem niedrigsten Anschaffungspreis ist über seine gesamte Einsatzdauer nicht immer die kostengünstigste Option.

Für Facility Manager, HLK-Fachbetriebe, Beschaffungsteams, Betreiber von Rechenzentren, Distributoren und OEM-Einkäufer ist der Anschaffungspreis nur ein Teil der Entscheidungsgrundlage. Ein Filter kann pro Einheit weniger kosten, gleichzeitig jedoch einen höheren Energiebedarf des Ventilators verursachen, häufiger ausgetauscht werden müssen, den Arbeitsaufwand erhöhen oder den Luftvolumenstrom mit zunehmender Staubbeladung reduzieren.

Aus diesem Grund sollten B2B-Einkäufer die Lebenszykluskosten von Luftfiltern vergleichen und nicht nur den angebotenen Stückpreis berücksichtigen.

Eine praxisorientierte Lebenszyklusbetrachtung berücksichtigt den Anschaffungspreis des Filters, den anfänglichen Druckverlust, den mittleren Druckverlust im Betrieb, die Standzeit, die Austauschhäufigkeit, den Arbeitsaufwand, die Entsorgung, Stillstandszeiten sowie mögliche Auswirkungen auf die Leistung des HLK-Systems. Auch die Eurovent-Leitlinien zur energetischen Bewertung von Luftfiltern beurteilen Filter anhand des tatsächlichen Luftvolumenstroms, der Filterabmessungen, der Betriebsstunden, des Ventilatorwirkungsgrads und der Austauschstrategie, anstatt sich lediglich auf einen einzelnen Laborwert zu stützen.

Das Ziel ist klar: einen Filter auszuwählen, der die erforderliche Filtrationsleistung bei möglichst niedrigen Gesamtbetriebskosten bietet.

Warum der Anschaffungspreis nicht die Gesamtkosten eines Filters widerspiegelt

Ein Filterangebot zeigt in der Regel die unmittelbar sichtbaren Kosten: den Preis pro Einheit oder pro Karton.

Die Betriebskosten können jedoch noch lange nach der Installation des Filters anfallen. Ein kostengünstigerer Filter kann eine kleinere Filtermedienfläche, einen höheren Widerstand beim erforderlichen Luftvolumenstrom, eine kürzere Standzeit oder eine geringere Staubspeicherfähigkeit aufweisen. Dadurch muss er möglicherweise häufiger ausgetauscht werden, was zusätzlichen Arbeitsaufwand, Entsorgungskosten, Systemstillstandszeiten und einen höheren Planungsaufwand für die Wartung verursacht.

Beim Vergleich von Filtern sollten Einkäufer folgende Faktoren berücksichtigen:

  • Anschaffungspreis
  • Versand und Lagerung
  • Anfänglicher Druckverlust
  • Anstieg des Druckverlusts während des Betriebs
  • Energieverbrauch des Ventilators
  • Standzeit des Filters
  • Arbeitsaufwand für den Filterwechsel
  • Entsorgungsanforderungen
  • Kosten durch Stillstandszeiten oder erschwerten Wartungszugang
  • Risiken für nachgeschaltete Anlagenkomponenten oder Endfilter

Die richtige Wahl ist nicht zwangsläufig der günstigste Filter. Entscheidend ist vielmehr, dass der Filter die Anforderungen der Anwendung erfüllt und gleichzeitig einen stabilen Luftvolumenstrom, einen vertretbaren Energieverbrauch und praktikable Wartungsintervalle ermöglicht.

Weiterführender Beitrag: Leitfaden zu Luftfilterspezifikationen

Was sind die Lebenszykluskosten eines Luftfilters?

Die Lebenszykluskosten eines Luftfilters umfassen alle Kosten, die während der Nutzung und des Betriebs eines Filters entstehen.

Ein einfaches Modell zur Berechnung der Lebenszykluskosten umfasst:

Lebenszykluskosten = Anschaffungskosten + Energiekosten + Arbeitskosten + Entsorgungskosten + Stillstands- und sonstige Betriebskosten

Bei vielen gewerblichen HLK-Systemen kann der Energieverbrauch des Ventilators zu einem der größten Kostenfaktoren werden, da die Filter kontinuierlich oder über lange tägliche Betriebszeiten eingesetzt werden. Der Druckverlust beeinflusst direkt den Widerstand, den der Ventilator überwinden muss, um den Luftvolumenstrom aufrechtzuerhalten. Ein höherer Widerstand kann den Leistungsbedarf des Ventilators erhöhen oder bei Systemen mit begrenzter Ventilatorleistung den verfügbaren Luftvolumenstrom reduzieren.

Die Lebenszykluskosten sollten über einen realistischen Vergleichszeitraum bewertet werden, beispielsweise über ein Jahr, einen Wartungszyklus oder einen projektspezifischen Betriebsplan.

Ein sauberer HLK-Faltenfilter neben einem stark mit Staub beladenen Austauschfilter.

Anschaffungspreis und Betriebskosten im Vergleich

Ein niedrigerer Stückpreis kann insbesondere bei Austauschprogrammen mit hohem Filterbedarf attraktiv erscheinen. Für einen fairen Vergleich sollte jedoch berücksichtigt werden, was nach der Installation geschieht.

Beispielsweise kann Filter A weniger kosten als Filter B. Filter A muss jedoch möglicherweise doppelt so häufig ausgetauscht werden oder einen höheren mittleren Druckverlust im Betrieb aufweisen. Wenn dadurch der Arbeitsaufwand und der Energieverbrauch des Ventilators steigen, ist der niedrigere Anschaffungspreis möglicherweise nicht mehr die wirtschaftlichere Wahl.

Vergleichen Sie Filter auf derselben Grundlage:
Kostenfaktor Was Einkäufer vergleichen sollten
Anschaffungspreis Stückpreis, Mengenrabatt, Versand und Verpackung
Effizienz Dieselbe Bewertungsgrundlage nach ISO, MERV, HEPA oder einer anderen Klassifizierung
Nennluftvolumenstrom Derselbe Luftvolumenstrom pro Filter und derselbe Betriebspunkt des Systems
Anfänglicher Druckverlust Dieselben Abmessungen und Prüfbedingungen
Standzeit Erwartete Austauschhäufigkeit und Staubbeladung
Arbeitsaufwand Zeitaufwand, erschwerter Zugang und Sicherheitsanforderungen
Energie Ventilatorbetrieb, Druckverlust und Stromkosten
Entsorgung Lokale Entsorgungsanforderungen und Filtertyp

Ein Filter mit einem höheren Anschaffungspreis kann dennoch wirtschaftlicher sein, wenn er über eine größere Filtermedienfläche, einen geringeren Widerstand beim erforderlichen Luftvolumenstrom und eine längere Standzeit verfügt.

Wie sich der Druckverlust auf den Energieverbrauch des Ventilators auswirkt

Der Druckverlust ist der Widerstand, der entsteht, wenn Luft durch den Filter strömt.

Jeder Filter weist im sauberen Zustand einen Anfangsdruckverlust auf. Mit zunehmender Staubbeladung steigt der Widerstand. Der Ventilator des HLK-Systems muss dann einen höheren statischen Widerstand überwinden, um denselben Luftvolumenstrom aufrechtzuerhalten.

Bei Systemen mit drehzahlgeregelten Ventilatoren kann ein höherer Filterwiderstand den Energieverbrauch des Ventilators erhöhen. Bei Systemen ohne ausreichende Ventilatorleistung oder entsprechende Regelung kann ein höherer Druckverlust den Luftvolumenstrom, die Kühlleistung, die Lüftungsleistung oder die Stabilität der Raumdruckverhältnisse reduzieren.

Die ASHRAE-Leitlinien empfehlen zu prüfen, ob der Ventilator den Druckverlust nach einer Filteraufrüstung bewältigen kann und ob sich der Filter im bestehenden System ordnungsgemäß abdichten lässt.

Beim Vergleich der energetischen Auswirkungen sollten Sie Lieferanten nach folgenden Angaben fragen:

  • Anfangsdruckverlust beim Nennluftvolumenstrom
  • Empfohlener Enddruckverlust
  • Filterabmessungen und Filtertiefe
  • Erwarteter Betriebsvolumenstrom
  • Voraussichtliche Standzeit
  • Filtermedienfläche oder Filterkonfiguration
  • Druckverlustkurve, sofern verfügbar

Vergleichen Sie keinen Druckverlustwert, der bei einem bestimmten Luftvolumenstrom ermittelt wurde, mit einem Wert, der bei einem anderen Luftvolumenstrom gemessen wurde.

Weiterführende Beiträge: Druckverlust bei Luftfiltern

Luftfilter mit niedrigem Druckverlust

Standzeit und Austauschhäufigkeit

Die Standzeit beeinflusst sowohl die Arbeitskosten als auch die Betriebskosten.

Ein Filter mit längerer Standzeit kann die Anzahl der Wartungseinsätze, die für den Filterwechsel benötigten Arbeitsstunden, erforderliche Anlagenabschaltungen, Entsorgungsvorgänge und Beschaffungsvorgänge reduzieren. Die Standzeit sollte jedoch nicht allein nach festen Zeitintervallen beurteilt werden.

Die tatsächliche Filterstandzeit hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Außenluftqualität
  • Staubkonzentration
  • Betriebsstunden
  • Filtermedienfläche
  • Anströmgeschwindigkeit
  • Vorfilterstufen
  • Luftfeuchtigkeit und Feuchtebelastung
  • Festgelegter Enddruckverlust
  • Wartungspraktiken

Verschmutzte Filter erhöhen den Druckverlust im System und können zu einem instabilen Luftvolumenstrom beitragen. In den Leitlinien des US-Energieministeriums wird außerdem darauf hingewiesen, dass eine Verringerung des Filterdruckverlusts und eine Vergrößerung der Filterquerschnittsfläche den Energiebedarf des Ventilators senken können.

Die beste Wartungsstrategie ist in der Regel ein zustandsabhängiger Filterwechsel, der durch Differenzdrucküberwachung und Kontrollen der Systemleistung unterstützt wird.

Weiterführender Beitrag: Planung des Luftfilterwechsels

Gewerblicher HLK-Technikraum mit Lüftungsanlage und Luftfiltern.

Arbeitsaufwand, Stillstandszeiten und Wartungskosten

Die Arbeitskosten werden häufig unterschätzt, wenn Filter ausschließlich anhand ihres Stückpreises verglichen werden.

Bei einem kleinen HLK-System kann der Filterwechsel nur wenige Minuten dauern. In einem großen Flughafen, Rechenzentrum, Industriebetrieb, Reinraum oder einem Lüftungsgerät mit seitlichem Filterzugang kann der Vorgang jedoch einen geplanten Wartungszugang, mehrere Techniker, Sicherheitsmaßnahmen, persönliche Schutzausrüstung, die Koordination einer Anlagenabschaltung sowie die Handhabung und Entsorgung gebrauchter Filter erfordern.

Einkäufer sollten folgende Faktoren berücksichtigen:
  • Anzahl der Filterwechsel pro Jahr
  • Erforderliche Zeit pro Filterwechsel
  • Standort und Zugangsschwierigkeiten
  • Notwendigkeit von Hebeausrüstung oder spezieller persönlicher Schutzausrüstung
  • Notwendigkeit einer Anlagenabschaltung
  • Entsorgungsanforderungen
  • Risiko einer Beeinträchtigung der Produktion oder des laufenden Gebäudebetriebs

Ein Filter mit längerer Standzeit kann trotz eines höheren Anschaffungspreises wirtschaftlich vorteilhaft sein, insbesondere bei erschwertem Wartungszugang oder hohen Stillstandskosten.

Warum die Staubspeicherfähigkeit wichtig ist

Die Staubspeicherfähigkeit kann einen Hinweis darauf geben, wie viel Prüfstaub ein Filter aufnehmen kann, bevor ein definierter Enddruckverlust erreicht wird.

Sie kann für den Vergleich von Filtern in Anwendungen mit hoher Staubbelastung hilfreich sein, sollte jedoch nicht als allgemeingültige Garantie für die Standzeit betrachtet werden.

Die Staubspeicherfähigkeit hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Prüfverfahren
  • Prüfstaub
  • Nennluftvolumenstrom
  • Filtergröße
  • Aufbau des Filtermediums
  • Grenzwert für den Enddruckverlust
  • Filtereffizienzklasse

An realen Einsatzorten können Fasern, Feuchtigkeit, Ölnebel, Industriestaub, Außenluftschadstoffe oder unregelmäßige Belastungsmuster auftreten, die von den Laborbedingungen abweichen.

Nutzen Sie die Staubspeicherfähigkeit als Vergleichskriterium, bewerten Sie sie jedoch stets zusammen mit der Druckverlustentwicklung, dem Luftvolumenstrom und den tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Vergleich zweier Filter mit derselben Effizienzklasse

Zwei Filter mit derselben Effizienzklasse können dennoch sehr unterschiedliche Lebenszykluskosten aufweisen.

Beispielsweise können sich zwei Filter mit derselben Einstufung – etwa MERV 13, F7, ISO ePM1 oder H13 – in folgenden Punkten unterscheiden:

  • Filtertiefe
  • Filtermedienfläche
  • Anfangsdruckverlust
  • Staubspeicherfähigkeit
  • Rahmenkonstruktion
  • Dichtungsausführung
  • Nennluftvolumenstrom
  • Empfohlener Enddruckverlust
  • Wechselintervall
  • Dokumentation und Prüfnachweise

Ein fairer Vergleich setzt identische Bedingungen voraus.

B2B-Checkliste zum Vergleich der Lebenszykluskosten von Filtern

Vergleichen Sie beide Filter unter denselben Bedingungen hinsichtlich:

  • Effizienzstandard
  • Filterabmessungen und Filtertiefe
  • Nennluftvolumenstrom
  • Anfangsdruckverlust unter denselben Prüfbedingungen
  • Empfohlener Enddruckverlust
  • Filtertyp und Aufbau des Filtermediums
  • Rahmen- und Dichtungsausführung
  • Einsatzumgebung
  • Erwartete Betriebsstunden
  • Wartungs- und Austauschverfahren

Weiterführende Beiträge: Prüfdaten von Luftfiltern

Plattenfilter im Vergleich zu Taschenfiltern

Ein Techniker prüft die Differenzdruckanzeige an einer HLK-Anlage.

Lebenszykluskosten nach Anwendungsbereich

Gewerbliche HLK-Anlagen

Büros, Einkaufszentren, Schulen und öffentliche Gebäude benötigen häufig ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Filtrationseffizienz, Energieverbrauch, Arbeitsaufwand für den Filterwechsel und Nutzerkomfort. Ein mehrstufiges System mit Plattenfiltern sowie Taschen- oder Kompaktfiltern kann die Belastung nachgeschalteter Filter reduzieren und dazu beitragen, die Kosten für den Filterwechsel besser zu steuern.

Rechenzentren

Rechenzentren benötigen einen stabilen Luftvolumenstrom und eine zuverlässige Kühlleistung. Ein Filter mit übermäßig hohem Druckverlust kann den Energieverbrauch des Ventilators und die Stabilität des Kühlsystems beeinträchtigen. Einkäufer sollten Filter anhand des tatsächlichen Luftvolumenstroms, der Betriebsstunden und der Anforderungen an den Wartungszugang vergleichen.

Flughäfen und Schienenverkehr

Öffentliche Einrichtungen mit hoher Personendichte verfügen häufig über große Außenluftvolumenströme und lange Betriebszeiten. Bei den Lebenszykluskosten von Filtern sollten der Arbeitsaufwand, die Zugänglichkeit für den Filterwechsel, der Druckverlust und die Größe der Filterbank berücksichtigt werden.

Reinräume

In Reinraumsystemen können hocheffiziente Endfilter eingesetzt werden, deren Austausch eine Validierung, eine Leckprüfung und kontrollierte Installationsverfahren erfordert. Eine geeignete Vorfiltration ist wichtig, da sie kostenintensive HEPA- oder ULPA-Filter vor einer vorzeitigen Beladung schützt.

Lebensmittelverarbeitung und Lackierkabinen

Lebensmittelverarbeitungsbereiche und Lackierkabinen können besonderen Belastungen durch Staub, Feuchtigkeit, Gerüche, Overspray oder prozessbedingte Verunreinigungen ausgesetzt sein. Bei den Lebenszykluskosten sollten das erwartete Belastungsprofil und mögliche Produktionsunterbrechungen durch Wartungsarbeiten berücksichtigt werden.

Weiterführender Beitrag: Mehrstufige Luftfiltrationssysteme

Häufige Fehler von Einkäufern

Vermeiden Sie diese häufigen Fehler:

  • Auswahl ausschließlich nach dem Stückpreis
  • Vergleich unterschiedlicher Filtergrößen oder Luftvolumenströme
  • Nichtberücksichtigung des Energieverbrauchs des Ventilators und des Druckverlusts
  • Filterwechsel ausschließlich nach festen Zeitintervallen
  • Nichtberücksichtigung des Arbeitsaufwands und der Zugangsanforderungen
  • Annahme, dass ein hoher Enddruckverlust automatisch wirtschaftlicher ist
  • Vergleich unterschiedlicher Effizienzstandards, als wären sie identisch
  • Nichtberücksichtigung der Vorfiltration in Systemen mit hoher Staubbelastung
  • Nichtberücksichtigung von Entsorgungs- und Stillstandskosten

Prüfung der Filterauswahl anfordern

Ein Vergleich der Lebenszykluskosten von Luftfiltern sollte auf den tatsächlichen Systembedingungen und nicht auf Annahmen basieren.

Stellen Sie bei der Anfrage nach einer Prüfung oder einem Angebot folgende Informationen bereit:
  • Spezifikation des vorhandenen Filters
  • Abmessungen und Anzahl der Filter
  • Erforderliche Effizienz
  • Nennluftvolumenstrom
  • Aktuelle Druckverlustwerte und zulässiger Enddruckverlust
  • Betriebsstunden
  • Vorhandene Filterstufen
  • Wartungshäufigkeit
  • Angaben zur Anwendung
  • Jährlicher Filterbedarf

Clean-Link kann Sie beim Vergleich von Optionen für gewerbliche HLK-Systeme, industrielle Lüftungssysteme, Rechenzentren, kontrollierte Umgebungen und kundenspezifische Filtrationsprogramme unterstützen.

FAQ

Ist der günstigste Luftfilter immer die Option mit den niedrigsten Gesamtkosten?

Nein. Ein niedriger Anschaffungspreis kann durch einen höheren Energieverbrauch des Ventilators, eine kürzere Standzeit, häufigere Filterwechsel und zusätzlichen Arbeitsaufwand aufgewogen werden.

Bedeutet ein niedrigerer Druckverlust immer niedrigere Lebenszykluskosten?

Nicht immer. Ein Filter mit geringem Widerstand kann eine geringere Filtereffizienz oder eine kürzere Standzeit aufweisen. Vergleichen Sie den Druckverlust mit der Filtereffizienz, der Filtermedienfläche, der Staubspeicherfähigkeit und der Austauschhäufigkeit.

Wie sollte ich die Energiekosten eines Filters berechnen?

Verwenden Sie den tatsächlichen Luftvolumenstrom, den durchschnittlichen Druckverlust während des Betriebs, den Ventilatorwirkungsgrad, die Betriebsstunden und die lokalen Stromkosten. Eurovent stellt Berechnungsmethoden zur Abschätzung des Energieverbrauchs anhand dieser Betriebsparameter bereit.

Warum kann eine mehrstufige Filtration die Lebenszykluskosten senken?

Vorfilter scheiden größere Staubpartikel ab, bevor diese die nachgeschalteten Filter mit höherer Effizienz erreichen. Dadurch kann die Standzeit von Feinfiltern, HEPA-Filtern und Aktivkohlefiltern verlängert werden.

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